碳纖維從上世紀(jì)50年代開始受到人們的關(guān)注,70年代以后飛速發(fā)展,年產(chǎn)量達(dá)到300噸,80年代后成為一項(xiàng)新穎的獨(dú)立工業(yè),90年代以后涉及的領(lǐng)域增多,現(xiàn)在已經(jīng)使用在體育用品、航天航空、醫(yī)療器材、軍事安全等多個(gè)方面。碳纖維復(fù)合材料在之前還有一種說法是,碳纖維制品與同等質(zhì)量的金屬材料相比,碳纖維的強(qiáng)度等于金屬?gòu)?qiáng)度的12陪。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。碳纖維的優(yōu)勢(shì)非常多,包括(bāo kuò)模量大、耐高溫、耐腐化侵蝕
、強(qiáng)度大、重量輕等,但是也有一些不如意的地方,本文就來說說它在哪些方面還有待提高。
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決定碳纖維產(chǎn)品(Product)重量的是它的原絲,如果在制造的過程(guò chéng)中原絲存在缺陷,那么便不可能知道高質(zhì)量的材料(Material)。碳纖維復(fù)合材料在之前還有一種說法是,碳纖維制品與同等質(zhì)量的金屬材料相比,碳纖維的強(qiáng)度等于金屬?gòu)?qiáng)度的12陪。碳纖維復(fù)合材料此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家(美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)),對(duì)于向中國(guó)輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前,我國(guó)碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格控制。碳纖維手機(jī)殼是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。瀝青基碳纖維,原料的價(jià)格較低,能省去不少成本,但原料的組成不均勻,不能制得優(yōu)質(zhì)的原絲。粘膠基碳纖維,它有著基本的石墨結(jié)構(gòu),這是制造碳纖維所必須的,不好的地方是質(zhì)量的不穩(wěn)定(wěn dìng),特別是強(qiáng)度的不均勻。 上面說到原絲的不同會(huì)影響(influence)到碳絲質(zhì)量的不均,所以在技術(shù)方面,需要把控好,把碳纖維的強(qiáng)度、彈性模量等性能的不均率控制(control)到最小,讓同一批生產(chǎn)出來的材料(Material)盡可能接近。另外,碳纖維使用的領(lǐng)域不同,對(duì)材料也有不同的需求,有些需要強(qiáng)度特別大的,有些需要耐高溫的,生產(chǎn)的時(shí)候,可以通過(tōng guò)改變浸漬法、溫度、步驟等達(dá)到所需的要求。 為了提高碳纖維的性能,人們還研發(fā)了碳纖維復(fù)合材料,就是把它和樹脂、陶瓷(原料:非金屬礦物)、塑料等其它材料結(jié)合在共同使用,我們現(xiàn)在常用的碳纖維管、碳纖維布等通常都是碳纖維和樹脂復(fù)合后的材料,的另一篇文章這篇就詳細(xì)(xiáng xì)介紹了它的優(yōu)點(diǎn),感興趣的話可以看一看。
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